1, „od škrabancov“ v technickom princípe v zdvíhaní, rozdiel medzi výrobou aditív a subtraktívnou výrobou je všetko o „od škrabancov po koncovú časť“.
Výrobná technológia centrálnej a prísady je „akumulácia vrstvy podľa vrstvy“, v ktorej sa kovové prášky alebo drôty roztopia a ukladajú vrstvu podľa vrstvy prostredníctvom zdrojov energie, ako sú lasery alebo elektrónové lúče, čo vedie k priamej výrobe pevných komponentov z digitálnych modelov. Jeho typický proces zahŕňa:
Selektívne laserové topenie (SLM): Aditívny výrobný proces, ktorý používa energetický laser s vysokým obsahom - na selektívne roztavenie kovovej práškovej vrstvy podľa vrstvy, ktorá sa často používa na výrobu zložitých štruktúrnych komponentov, ako sú napríklad spaľovacie komory pre spaľovanie lietadiel alebo tlakové nádoby jadrových reaktorov.
Topenie elektrónového lúča (EBM) Vákuový roztavený proces s použitím elektrónového lúča, vysokej rýchlosti depozície a nízkym zvyškovým stresovým charakteristikám pre výrobu leteckých častí zliatiny titánu.
Výroba aditív oblúka (WAAM): Hromadenie kovu tavením kovových drôtov a pridaním vrstvy podľa vrstvy s robotickým ramenom elektrickým oblúkom ako zdrojom tepla. Je ideálny na rýchle vytváranie veľkých štruktúrnych predmetov, ako sú vrtule lode a veterné turbíny.
V subtraktívnych výrobných prostrediach sa vykonáva „odstránenie vrstvy podľa vrstvy“, kde sa zvyčajne na odstránenie materiálu zo zdroja (zásoby) a získajú konečnú geometriu a získajú konečnú geometriu nástroje na odstránenie materiálu (zásoby). Medzi jeho technické pobočky patrí:
Work_Healthcnc Opakining: Computer - Riadená cesta nástrojov môže realizovať vysoké - Opakovanie zložitej presnosti a široko sa používa v automobilovom bloku valca a štrukturálnych častí lietadiel.
Elektrické výstupné obrábanie (EDM): Používanie elektrického výboja na materiály na leptanie kovov sa aplikuje na presné spracovanie zložitých spracovateľských materiálov vrátane tvrdej zliatiny, plesňovej ocele.
Laser Cut / WaterJet Cut: Táto technika znižuje vysoko - energetické lúče alebo vysoké - tlakový prietok materiálov pre rýchlu výrobu 2D rovinných častí.
Základný rozdiel: Aditívna výroba sa zbaví kombinácie závislosti tradičnej výroby foriem a svietidiel, ktorá môže pojať „bezplatný dizajn“; Zatiaľ čo subtraktívna výroba je lepšia v presnosti, kvalite povrchu a obzvlášť vhodná pre normatívnu výrobu dávky -.
2, scenáre aplikácií: rozdiel medzi prispôsobením a škálovateľnosťou
Výhody výroby kovových prísad:
Small - Dávka na mieru Výroba: Aditive môže rýchlo spĺňať personalizované požiadavky - Niečo, čo má aplikácie v sektoroch, ako je letecký a lekársky implantát. Napríklad štrukturálne komponenty zliatiny domáceho veľkého lietadla, ktoré sú vyvinuté Bollitom, majú 3D vytlačené namiesto tradičnej technológie, aby sa znížil dodací cyklus a náklady, a sú tiež prospešné pre ľahkú váhu a hospodárnosť paliva.
Výroba zložitých štruktúrnych častí: AM môže produkovať geometrie z topológie optimalizovaných štruktúr, ktoré sú nerealizovateľné tradičnou výrobou. Napríklad spoločnosť EBM Technology Ge Aviation mohla navrhovať a vyrábať čepele, ktoré vážia iba polovicu typickej zliatiny vyrobenej z zliatiny niklu, čo má za následok úsporu spotreby paliva pre motor.
Ľahká a vysoká - integrácia: Integrovaný dizajn zníži množstvo dielov a spoľahlivosť časti sa zvýši za podmienok technológie výroby aditív (AM). Napríklad existuje podnik, ktorý vyvíja 3D - tlačený bedier -, ktorý je založený na dizajne gradientového materiálu, umožňuje jej postupne absorbovať v tele bez výskytu sekundárnej operácie.
Príslušné scenáre pre subtraktívnu výrobu:
Hromadná štandardná výroba: V niektorých oblastiach, ako je automobil a domáce zariadenie, môže subtraktívna výroba dosiahnuť veľkú výrobu množstva- pomocou formy a automatickej línie. Napríklad motorové puzdro modelu Tesla je opracované CNC, s relatívne nízkymi nákladmi na jednu časť a drsnosť povrchu je relatívne nízka.
Požiadavka na vysoké presné obrábanie: Existujú polia, ktoré sa nedajú nahradiť účinnosťou odstraňovania, napríklad v oblasti optických zariadení a polovodičových komponentov. Napríklad optické šošovky Zeiss produkujú presnosť povrchu v rozsahu nanometrov pomocou technológie ultra presnosti mletia.
Výroba veľkej konštrukčnej montáže: Pre komponenty dlhšie ako niekoľko metrov sú subtraktívna výroba náklady a účinnosť výhodnejšia. Napríklad takéto lopatky vrtule lode môžu byť v súlade s oceánskym inžinierstvom mimoriadne vysoká požiadavka na veľkosť a intenzitu sa vykonáva spracovaním mletia CNC.
3, nákladová efektívnosť: Bitka medzi krátkodobou investíciou a dlhodobou hodnotou
Cost7 na výrobu aditív:
Cena: Priemyselné kovové 3D tlačiarne sú nákladné a musia sa prevádzkovať spolu s - spracovateľskými zariadeniami, ako sú horúce izostatické lisovacie pece a CNC strojové stroje.
Vysoké náklady na materiály: Cena kovového prášku (ako je zliatina titánu, zliatina založená na nikle -) je niekoľkokrát vyššia ako cena spoločnej tyče a je obmedzená technológiou na použitie.
Mierka prekážky: Čas výroby jedného obrobku exponenciálne súvisí so zložitosťou obrobku a účinnosť výroby mierky je vyššia ako v prípade subtraktívnej výroby.
Nákladové výhody subtraktívnej výroby:
Nízka jednotková cena: Po vytvorení formy sú náklady na kus oveľa nižšie, keď je množstvo väčšie; Je vhodný pre ročné množstvo výstupu je viac ako tisíc.
Vysoké využitie materiálu: Využitie materiálu CNC obrábania je viac ako 90%a šrot sa môže recyklovať a znovu použiť.
Faktory ovplyvňujúce tvorbu nedokonalostí vrstiev sú vysoké: subtraktívna výrobná technológia zažila desaťročia iterácie a vyvinula sa na priemyselnú úroveň, pokiaľ ide o stabilitu a presnosť zariadenia.
Infúzia synergie: Kombinácia výroby aditív a subtraktívnej výroby mení matematiku. Napríklad „aditívny subtraktívny“ hybridný stroj vyvinutý spoločnosťou Platinum Technology vyrába telo čiastočne 3D tlačou a potom ho vylepšuje CNC, ktorý znižuje výrobné náklady na lopatky AeroEngine v All -.
Adaptabilita materiálu: od jedného kovu po kompozitný materiál je prerušený.
Materiálové inovácie v aditívnej výrobe:
Multi - Tlač materiálu: Kovová keramická a kovová polyread je možné vytlačiť pomocou rôznych čísel dýzy alebo technológie zmiešaného prášku. Napríklad jedna spoločnosť vyvinula 3D - vytlačený ortopedický implantát využívajúci kompozitný titán - Allay a Hydroxyapatit pre lepšiu účinnosť kostí.
Návrh gradientového materiálu: Riadením distribúcie komponentov práškových komponentov bolo možné dosiahnuť koaxiálne menenie vlastností materiálu. Napríklad tryska raketového motora vytvorená jednou spoločnosťou je vyrobená zo špeciálnej zliatiny založenej na nikle, ktorá vydrží vysokú teplotu vo vnútornej vrstve a z ľahkého materiálu zliatiny hliníka vo vonkajšej vrstve, z ktorých všetky sú preto spojené bezproblémovo aplikovanie 3D tlače.
Materiálne obmedzenia subtraktívnej výroby:
Stupeň spracovania Obtiažnosti Klasifikácia: subtraktívna výroba požiadaviek na tvrdosť a plasticitu blízkeho materiálu. Napr. Nové materiály, ako sú zliatiny s vysokou entropiou alebo intermetalické zlúčeniny hliníka titánu, sa nemôžu spracovať v konvenčných technikách spracovania kvôli ich nízkemu výkonu rezania.
Ťažkosti v spracovaní kompozitov: Kompozity zosilnené uhlíkovými vláknami (CFRP) majú tendenciu delaminovať, tvoriť vtreby a vytvárať ďalšie problémy pri subtraktívnych spracovaní a potrebujú špecifické rezné podmienky.